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Huellas de los vaivenes de una galaxia enana al ser tragada por la Vía Láctea

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Hace casi 3.000 millones de años una galaxia enana se sumergió en el centro de la Vía Láctea y fue desgarrada por las fuerzas gravitacionales. Ahora, un nuevo estudio constata que de esa violenta fusión nacieron una serie de formaciones estelares en las cercanías de la constelación de Virgo.

Estas estructuras estelares se denominan -por su forma- “conchas” y se crean a partir de la fricción dinámica en galaxias que se han fusionado. Según este nuevo trabajo publicado en The Astrophysical Journal es la primera vez que estas se encuentran en la Vía Láctea.

Hace dos décadas, los astrónomos identificaron en la citada constelación una corriente inusualmente densa de estrellas conocida como “sobredensidad de Virgo” y estudios posteriores revelaron que algunas de estas estrellas se movían hacia nosotros mientras que otras se alejaban, lo que tampoco es habitual porque se espera que las estrellas de un cúmulo se presenten más sincronizadas.

El pasado año, astrofísicos del Instituto Politécnico de Rensselaer (Estados Unidos), que firman ahora este trabajo, propusieron que esta sobredensidad de estrellas de la constelación de Virgo era resultado de una fusión radial (un tipo de fusión por la que la galaxia enana cae casi directamente hacia el centro).

“Este grupo de estrellas se movían a muy diferentes velocidades, lo cual era muy extraño”, señala en un comunicado Heidi Jo Newberg, profesora de física y astronomía de Rensselaer, quien añade: “Pero ahora que vemos su movimiento en conjunto, entendemos por qué las velocidades son diferentes y por qué se mueven como lo hacen”.

Las “conchas” descritas en este trabajo son planos de estrellas curvadas, como paraguas, que quedaron atrás cuando la galaxia enana fue despedazada, literalmente rebotando arriba y abajo y atravesando el centro hasta que fue incorporada en la Vía Láctea, un evento que los investigadores han llamado “fusión radial de Virgo”.

Cada vez que las estrellas de la galaxia enana pasaban rápidamente por el centro de nuestra galaxia, su velocidad se disminuía al ser arrastradas por la gravedad. Así hasta detenerse en su punto más lejano para luego dar la vuelta y chocar de nuevo con el centro, creándose entonces esa “estructura de concha”.

Y es que a medida que la galaxia más pequeña es engullida por la más grande y se asienta en su nuevo entorno, tiende a oscilar alrededor del centro de masa con una amplitud cada vez menor: en cada uno de los extremos de su órbita en decadencia, la fricción dinámica causa un ligero aumento de la densidad de las estrellas y son estas sobredensidades las que se observan como “conchas”.

Los investigadores identificaron dos de estas estructuras en la sobredensidad de Virgo y dos en la región de la Nube de Hércules-Águila, a partir de simulaciones y datos de varios telescopios, entre ellos la misión Gaia (de la Agencia Espacial Europea).

Estas “conchas” pueden dar información de la historia de la fusión entre dos galaxias. Así, los modelos computacionales de estas estructuras y el movimiento de las estrellas indican que la galaxia enana pasó por primera vez por el centro de la Vía Láctea hace 2.700 millones de años.

EFE

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Descubren el fósil casi intacto de un cetáceo de 3.000 años cerca de Bangkok

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Paleontólogos tailandeses trabajan en determinar la edad de un fosil casi intacto de rorcual de Bryde, que podría tener entre 3.000 y 5.000 años, hallado cerca de Bangkok y a unos 12 kilómetros de la actual línea de costa.

El ministro tailandés de Medioambienbe y Recursos Naturales, Varawut Silpa-archa, indicó tras visitar la excavación que espera conocer en diciembre los resultados de las pruebas de carbono para precisar de cuando data el ejemplar.

Aunque los expertos ya apuntaron a medios locales que conforme a análisis previos de conchas encontradas podría rondar entre 3.000 y 5.000 años de antigüedad.

El esqueleto del fósil, de unos doce metros de longitud, conserva en perfectas condiciones la calavera, 19 vértebras, 5 costillas y la aleta izquierda, entre otros huesos.

Los arqueólogos aún trabajan para desenterrar parte del cetáceo encontrado el 6 de noviembre en la provincia de Samut Sakhon, al suroeste de Bangkok, una zona que hace miles de años estuvo cubierta por el agua del mar.

Según el ministro, este descubrimiento ayudará en las investigaciones sobre la evolución del rorcual de Bryde, del cual unos 50 ejemplares del actual mamífero marino habitan a día de hoy las aguas del Golfo de Tailandia.

EFE

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Logran la primera prueba experimental de cómo brillan las estrellas masivas

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Las estrellas, en su núcleo, realizan las reacciones que transforman hidrógeno en helio, liberando así la energía que hace que brillen

Las estrellas, en su núcleo, realizan las reacciones que transforman hidrógeno en helio, liberando así la energía que hace que brillen y que, en el caso del Sol, posibilita la vida en la Tierra. Ahora, un equipo de científicos ha logrado la primera prueba experimental de cómo brillan las estrellas masivas.

El hidrógeno es el elemento químico más abundante en el Universo y tanto el Sol como el resto de estrellas nacen cuando comienzan a fusionar hidrógeno para producir helio, que se va concentrando en el centro de las estrellas. Este proceso, que el Sol lleva haciendo 4.500 millones de años, se repite durante buena parte de sus vidas.

Para llevarlo a cabo, en las estrellas se dan dos reacciones nucleares de fusión distintas, una llamada la cadena de protón-protón (pp), que transforma directamente isótopos de hidrógeno en otros de helio, y otra denominada el ciclo CNO, en el que la fusión se cataliza por el carbono, el nitrógeno y el oxígeno.

La primera domina la producción de energía en estrellas de tamaño similar al Sol, produciendo alrededor del 99 %, y ha sido estudiada extensamente. La segunda, el ciclo CNO (carbono, nitrógeno y oxígeno), se cree que tiene un mayor peso en la producción de energía en las estrellas más masivas, a partir de 1.3 veces la masa del Sol.

Sin embargo, el estudio del ciclo CNO ha sido un desafío para la Física, debido a que los neutrinos generados en abundancia en este proceso de fusión son muy difíciles de detectar. Y es que estas partículas solares solo pueden observarse con detectores de alta sensibilidad, que pueden excluir la mayoría del ruido de fondo.

En este trabajo se presenta la primera detección de neutrinos producidos en el Sol por el ciclo CNO o lo que es lo mismo, la primera evidencia experimental directa conocida de este mecanismo.

Los responsables de este descubrimiento son un grupo de investigadores, entre ellos el español David Bravo, reunidos en el proyecto Borexino, un experimento de los Laboratorios Nacionales Gran Sasso del Instituto Nacional de Física Nuclear de Italia (INFN).

Los resultados fueron presentados en junio en el Congreso Neutrino 2020 de Chicago y este miércoles se publican en Nature.

Según sus responsables, de trata de “un hallazgo experimental de valor histórico”, que completa un capítulo de la Física que comenzó en la década de 1930, cuando Hans Bethe y Carl Friedrich von Weizsacker propusieron de forma independiente que la fusión de hidrógeno en las estrellas también podría ser catalizada por los núcleos pesados de CNO.

Sus implicaciones para la comprensión de los mecanismos estelares “son enormes”, aseguran sus responsables en una nota del INFN: dado que el ciclo CNO es predominante en las estrellas más masivas que el Sol, con esta observación Borexino ha alcanzado la evidencia experimental de lo que es de hecho el canal dominante en el Universo para la fusión de hidrógeno.

Borexino ya había estudiado en detalle el principal mecanismo de producción de energía del Sol, la cadena protón-protón, a través de la detección de los flujos de neutrinos principales provenientes de esta cadena de reacciones. Con la medición de estas partículas en el ciclo CNO, se proporciona la primera evidencia experimental de la existencia de este mecanismo adicional de generación de energía en el Universo.

“Ahora tenemos finalmente la primera confirmación innovadora y experimental de cómo brillan las estrellas más masivas que el Sol”, resume Gianpaolo Bellini, del INFN y de la Universidad de Milán.

Se trata, agrega el científico, de la culminación de un esfuerzo de 30 años y de más de 10 años de descubrimientos de Borexino en la física del Sol, los neutrinos y finalmente las estrellas”.

“Borexino ha conseguido ver todos los mecanismos principales a través de las cuales se teorizó que el Sol fusiona dos protones para dar lugar a helio y, por tanto, a energía”, resume a Efe por su parte David Bravo, quien recuerda que gracias al estudio del Sol podemos saber lo que pasa en otras estrellas, pero no solo, también sobre la formación de planetas o sobre los elementos que dan lugar a la vida (oxígeno, carbono).

Además, agrega, una de las grandes preguntas que aún queda en suspenso, pero cuya respuesta se acerca gracias a resultados como estos, es la metalicidad del Sol, es decir, qué elementos más pesados que el helio, como el carbono, nitrógeno y oxígeno, contiene.

“Más o menos este dato se conoce a través de observaciones diferentes, pero no con precisión, lo que tendría implicaciones muy amplias sobre cómo entendemos muchos mecanismos estelares. Los neutrinos son los únicos que pueden dirimir esta cuestión y por eso esta detección es un penúltimo paso crucial”, concluye Bravo.

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La herramienta de big data en biología que ayudará a colonizar el espacio

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Hacía décadas que no se veía tanta actividad en la exploración espacial como ahora, con empresas que llevan astronautas a la Estación Espacial Internacional, y misiones a Marte de la NASA y la ESA, pero también de China y Emiratos Árabes, un resurgir que obliga a desarrollar cada vez más experimentos que ayuden a la colonización del espacio.

Con ese objetivo, nació GeneLab, una herramienta interactiva de acceso abierto de la NASA que permite a los científicos de todo el mundo descargar, compartir, buscar y almacenar datos e información sobre las misiones espaciales y los experimentos que se llevan a cabo en el espacio y compararlos con los que se hacen en tierra.

Básicamente, esta ingente base de datos (big data) reúne información sobre investigación biológica y genómica, esenciales para garantizar el éxito de la exploración espacial del futuro: los viajes de larga distancia que obligarán a los astronautas a pasar años en el espacio.

Y es que, la falta de gravedad tendrá efectos sobre el sistema inmunitario y la función de las mitocondrias, además de provocar la pérdida de tejido muscular y óseo, trastornos cardiovasculares, declive cognitivo y el desarrollo de tumores, entre otros problemas.

En estos años, el trabajo internacional con GeneLab liderado por Estados Unidos ha generado un paquete de estudios científicos sobre biología y genómica en el espacio que se publican hoy en varias revistas del grupo Cell, mientras que la contribución europea se detalla, también hoy, en la revista Cell Systems.

Uno de los grupos de trabajo europeos, financiados por la Agencia Espacial Europea (ESA), ha sido coordinado por el español Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y dirigido por el investigador del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC), Raúl Herranz.

“Una necesidad fundamental para futuras misiones y la posible colonización del espacio es encontrar la clave del efecto común que producen los entornos con más radiación y gravedad reducida en los organismos” a nivel mitoconcrial, advierte Herranz.

Pero muchos de estos experimentos de biología molecular se refieren al genoma completo de un ser vivo y a aspectos relacionados como la genómica, proteómica, epigenómica o la transcriptómica de las muestras de experimentos espaciales.

Todo ello, genera un big data biológico que resulta clave tanto para utilizarlo en el espacio y prevenir problemas de salud en los astronautas, como para usarlo en la Tierra en la investigación médica y biológica de patologías especialmente las relacionadas con el envejecimiento y para comparar los experimentos de biología espacial de las últimas dos décadas.

EFE

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